Ciencias, Matemática y algo más""

La ciencia detrás del color azul en la naturaleza.

La entropía es una de las ideas más profundas de la física. Describe el grado de desorden o dispersión de la energía en un sistema, y está en el corazón de la segunda ley de la termodinámica: en todo proceso natural, la entropía total del universo tiende a aumentar con el tiempo. Dicho de forma sencilla, todo tiende a pasar del orden al desorden, y esa tendencia es irreversible.

En un sistema cerrado, como un gas dentro de un recipiente, las moléculas tienden a moverse de una forma cada vez más aleatoria hasta alcanzar un equilibrio. Esa evolución hacia la uniformidad refleja un aumento de entropía. Un sólido, por ejemplo, tiene una entropía baja porque sus átomos están organizados y fijos; en cambio, un gas tiene una entropía alta porque las partículas se mueven libremente y de forma caótica.

La ecuación de Clausius, ΔS = Q_rev / T, expresa este concepto de manera cuantitativa: el cambio de entropía (ΔS) depende del calor intercambiado (Q_rev) dividido entre la temperatura (T). Cuando el calor fluye en un proceso reversible, se puede calcular cuánta energía se dispersa. Pero en la realidad, los procesos naturales rara vez son reversibles: siempre hay pérdida de energía útil en forma de calor, y eso hace que la entropía aumente.

Este principio explica por qué los fenómenos físicos avanzan en una sola dirección: el hielo se derrite, el calor fluye del cuerpo caliente al frío, las estrellas consumen su combustible. La entropía da sentido al paso del tiempo, marcando la flecha que distingue el “antes” del “después”.

Jerarquía de operaciones.

Mario Molina.
Instituto de investigaciones en México.

Laura Hernández

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es la máquina más grande jamás construida por la humanidad. Se encuentra en la frontera entre Suiza y Francia, a las afueras de Ginebra, y forma parte del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). Su estructura es un anillo subterráneo de 27 kilómetros de circunferencia, diseñado para acelerar partículas —principalmente protones— a velocidades cercanas a la de la luz y hacerlas colisionar entre sí.

El objetivo de estas colisiones no es otro que desentrañar los secretos más profundos del universo. Al reproducir condiciones similares a las que existieron una fracción de segundo después del Big Bang, los científicos pueden observar partículas elementales y fuerzas fundamentales que normalmente permanecen ocultas. Fue gracias al LHC que en 2012 se confirmó la existencia del bosón de Higgs, la partícula que da masa a las demás y cuya detección marcó un hito en la física moderna.

Además de los protones, el LHC también puede colisionar iones pesados, lo que permite estudiar estados exóticos de la materia, como el plasma de quarks y gluones, un tipo de “sopa cósmica” que existió en los primeros instantes del universo. Cada detector instalado en diferentes puntos del anillo —como ATLAS, CMS, ALICE y LHCb— tiene funciones específicas para analizar estas colisiones y extraer información crucial.

Elementos de la Circunferencia
1. Centro
Punto fijo equidistante de todos los puntos de la circunferencia; es su “corazón”.
2. Radio
Distancia del centro a cualquier punto de la circunferencia. Es constante y clave para calcular área (A = π·r²) y longitud. Tiene aplicaciones en construcción, ingeniería y diseño de objetos circulares.
3. Diámetro
Segmento que pasa por el centro y une dos puntos opuestos. Es el doble del radio (d = 2r). Permite medir la circunferencia (C = π·d), resaltando la importancia de π.
4. Cuerda
Une dos puntos de la circunferencia sin pasar necesariamente por el centro. El diámetro es su caso especial y la más larga posible. Son esenciales en polígonos inscritos y en fenómenos ópticos.
5. Arco
Porción de circunferencia comprendida entre dos puntos. Es útil en arquitectura e ingeniería para calcular estructuras curvas.
6. Secante
Línea que corta la circunferencia en dos puntos y se prolonga más allá de la figura. Se aplica en óptica y astronomía para describir trayectorias de luz y órbitas.
7. Tangente
Línea que toca la circunferencia en un solo punto (punto de tangencia). Es perpendicular al radio en ese lugar. Fundamental en geometría y cálculo de pendientes, con aplicaciones en carreteras y puentes.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es la máquina más grande jamás construida por la humanidad. Se encuentra en la frontera entre Suiza y Francia, a las afueras de Ginebra, y forma parte del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). Su estructura es un anillo subterráneo de 27 kilómetros de circunferencia, diseñado para acelerar partículas —principalmente protones— a velocidades cercanas a la de la luz y hacerlas colisionar entre sí.

El objetivo de estas colisiones no es otro que desentrañar los secretos más profundos del universo. Al reproducir condiciones similares a las que existieron una fracción de segundo después del Big Bang, los científicos pueden observar partículas elementales y fuerzas fundamentales que normalmente permanecen ocultas. Fue gracias al LHC que en 2012 se confirmó la existencia del bosón de Higgs, la partícula que da masa a las demás y cuya detección marcó un hito en la física moderna.

Además de los protones, el LHC también puede colisionar iones pesados, lo que permite estudiar estados exóticos de la materia, como el plasma de quarks y gluones, un tipo de “sopa cósmica” que existió en los primeros instantes del universo. Cada detector instalado en diferentes puntos del anillo —como ATLAS, CMS, ALICE y LHCb— tiene funciones específicas para analizar estas colisiones y extraer información crucial.

Charles Darwin.
*Lámina de Divulgación de la Ciencia, UNAM